PROFA. FRANCY RAMOS

Es la parte de la química que se encarga del

estudio de todo lo relacionado con la

energía térmica, su transferencia y su

transformación.

Es una porción del universo delimitada con el

propósito de estudiarlo.

SISTEMA

FRONTERA

ALREDEDORES

No

necesariamente

debe ser real

físicamente

Todo lo

que queda

por fuera

del sistema

Sistema abierto

Sistema cerrado

Sistema aislado

Puede existir

transferencia

de materia y

energía

No hay

transferencia

de material

No hay

transferencia

de energía y

materia

Sistema homogéneo

En donde se distingue un solo material

Sistema heterogéneo

En donde se distinguen más de

dos materiales

Caloría: cantidad de calor necesaria para

elevar la temperatura de un gramo de agua

de 14,5 a 15,5ºC

Joule: es la energía necesaria para mover un

objeto una distancia de un metro

aplicándosele una fuerza de 1 Newton, es

decir fuerza por distancia.

1 caloría=4,184 joule

1 kilocaloría = 1000 calorías

ESTADO SÓLIDO

Cohesión elevada.

Forma definida.

Incompresibilidad (no pueden comprimirse).

Resistencia a la fragmentación.

Fluidez muy baja o nula.

Algunos de ellos se subliman.

Volumen constante

ESTADO LÍQUIDO

Cohesión menor.

Movimiento energía cinética.

No poseen forma definida.

Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo

contiene.

En el frío se comprime.

Posee fluidez a través de pequeños orificios.

Puede presentar difusión.

Volumen constante.

ESTADO GASEOSO

Cohesión casi nula.

Sin forma definida.

Su volumen es variable dependiendo del recipiente que lo

contenga.

Pueden comprimirse fácilmente.

Ejercen presión sobre las paredes del recipiente

contenedor.

Las moléculas que lo componen se mueven con libertad.

Ejercen movimiento ultra dinámico.

Tienden a dispersarse fácilmente

PTO DE

EBULLICIÓN

PTO DE

FUSIÓN

T

ENERGÍA

El calor necesario para elevar la temperatura

de un gramo de sustancia, un grado

centígrado. Es una propiedad característica

de cada material.

Calor

absorbido

Calor

cedido

Q=m . Ce . ∆T

Q=n . Ce . ∆T

∆T= T2 – T1

Donde Q = Cantidad de calor

m= masa

Ce= calor específico

n= moles

∆T= variación de temperatura

Problema nº1

Calcule la cantidad de energía calórica necesaria para ca

calentar 20g de hierro desde 25ºC hasta 80ºC. Calor

especifico del hierro es 0,45 J/g . ºC.

Datos

Q=?

m=20g

T1=25ºC

T2=80ºC

Operación

∆T = T2-T1

∆T=80ºC-25ºC

∆T=55ºC

Q=m . Ce . ∆T

Q=20g . 0,45 J/gºC . 55ºC

Q=495J

Resultado

Q=495J

Es el contenido calórico, simbolizada por la

letra H.

La ∆H (variación de entalpia) es una

magnitud extensiva, es decir, es proporcional

a la cantidad de sustancia que se produce,

por lo tanto

∆H= Hproductos - Hreactivos

Productos

Reactivos

HP

HR

Contenido calórico Contenido calórico

Productos reactivos

H Productos H Reactivos

>>

∆H= +

Proceso endotérmico

Productos

Reactivos

HP

HR

Contenido calórico Contenido calórico

Productos reactivos

H Productos H Reactivos

<<

∆H= -

Proceso exotérmico

Cantidad de energía que hay que suministrar

en un par de átomos para romper la

interacción química presente entre ellos. Su

valor es característico para cada tipo de

unión.

Si los enlaces que se rompen son débiles y los formados

fuertes, la reacción es exotérmica

Si los enlaces que se rompen son fuertes y los formados

débiles, la reacción es endotérmica

Problema 2.

A partir de las entalpías de enlace, determinar la entalpía para

la reacción de hidrogenación del 1,3-butadieno(CH2 = CH - CH

=CH2) a butano (CH4 - CH2 - CH2 -CH4) la reacción es

CH2 = CH - CH = CH2 + 2H2 CH4 - CH2 - CH2 - CH4

ENTALPIAS DE ENLACE

C=C =614 KJ/mol

H-H= 436KJ/mol

C-C=348KJ/mol

C-H=413KJ/mol

Razonamiento

Se rompen los dos enlaces dobles C= C y los

enlaces H - H de la molécula de hidrógeno

CH2 = CH - CH =CH2 y H2

Se forman dos enlaces simples C-C que sustituyen

a los dobles, y 4 enlaces C - H, por lo que las

energías.

CH4 - CH2 - CH2 -CH4

∆H enlace = ∆H enlaces rotos - ∆H enlaces formados

∆H enlaces rotos = 2∆H C=C + 2∆H H-H

∆H enlaces rotos = 2(614 KJ/mol) + 2(436KJ/mol)

∆H enlaces rotos =2100 KJ/mol

∆H enlaces formados = 2∆H C-C + 4 ∆H H-H

∆H enlaces formados= 2(348KJ/mol)+4(413KJ/mol)

∆H enlaces formados = 2348 KJ/mol

∆H enlace = 2100 KJ/mol - 2348 KJ/mol

∆H enlace = -248 KJ/mol

Debido a que la entalpia es un contenido

energético, se puede asociar a un proceso

químico y se denomina de acuerdo al tipo de

cambio químico.

Entalpia de combustión

Entalpia de neutralización

Entalpia de disociación

Entalpia de descomposición

Entalpia de formación

Propuesta por Germain Henri Hess en 1840

«si una serie de reactivos reaccionan

para dar una serie de productos, el calor de

reacción liberado o absorbido es

independiente de si la reacción se lleva a

cabo en una, dos o más etapas»

En otras palabras

“los cambios de entalpía son aditivos”

Problema 3.Tomando como base las ecuaciones termoquímicas a

25ºC que se indican a continuación, calcular la entalpía

De formación del ácido nitroso en disolución acuosa

que se indica con el subíndice (ac). La reacción de

formación del ácido nitroso en disolución acuosa es:

½ N2(g) + ½ H2(g) + O2(g) HNO2(ac)

a) NH4NO2 (s) N2 (g) + 2H2O (l) ; ∆H = - 300,12 KJ

b) H2(g) + ½ O2 (g) H2O (l) ; ∆H = - 284,24 KJ

c) N2(g) + 3H2(g) + (ac) 2NH3(ac) ; ∆H = - 170,54 KJ

d) NH3 ((ac)+ HNO2(ac) NH4NO2(ac); ∆H = - 38,04 KJ

e) NH4NO2 (s) NH4NO2 (ac); ∆H = + 19,85 KJ

Así el HNO2(ac) está en el

primer miembro de la reacción

“d” por lo que hemos de

seleccionar la inversa de ésta:

d: NH4NO2(ac) NH3(ac) + HNO2(ac);

∆H = + 38,04 KJ

Como el NH4NO2(ac)no está en la

reacción a obtener, hemos de

buscar otra en la que aparezca en

el 2º miembro, para eliminarlo, la

reacción “e”

e: NH4NO2(s) NH4NO2(ac);

∆H = +19,85 KJ

También hemos de eliminar el

NH3(ac),que hemos de colocar en

el primer miembro, con la inversa

de la mitad de la reacción “c”

c: (1/2)2NH3(ac) N2(g) + 3H2(g) + (ac)

∆H = -1/2 (- 170,54)

Y para eliminar el NH4NO2(s) que se

ha incluido en el primer miembro

con la reacción “e”, hemos de

tomar la inversa de la reacción “a”

a: N2(s) + 2H2O (l) NH4NO2(s)

∆H = 300,12 KJ

Finalmente, para eliminar los 2 H2O

(l) introducidos con ésta última, se

ha de multiplicar la reacción “b” x 2

b:2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ;

∆H = 2(- 284,24) KJ

Al sumarlas todas, eliminando y/o

Simplificándo las sustancias que

aparecen en ambos miembros, y

sumando también los Ä H

½ N2(g) + ½ H2(g) + O2(g)HNO2(ac)

∆H = -125,2 KJ,

d: NH4NO2(ac) NH3(ac) + HNO2(ac); ∆H = + 38,04 KJ

e: NH4NO2(s) NH4NO2(ac); ∆H = + 19,85 KJ

c: NH3(ac) 1/2N2(g) + 3/2H2(g) + (ac) ∆H = -1/2 (- 170,54)

a: N2(g) + 2H2O (l) NH4NO2(s) ∆H = 300,12 KJ

b:2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ; ∆H = 2(- 284,24) KJ

½ N2(g) + ½ H2(g) + O2(g) HNO2(ac) ∆H = -125,2 KJ

Es una medida del grado de orden o desorden

de las partículas que constituyen una

sustancia.

La entropía (∆S) aumenta a medida que

disminuye la presión, aumenta la

temperatura y la masa, disminuye las

restricciones en los movimientos de

partículas.

Se determina:

∆S = Q

T(K)

Problema 4

¿cuál será la variación de entropía que se produce al fundir 1

mol de agua, sabiendo que el calor molar de fusión del hielo

es 6,03KJ?(1atm y a 0ºC)

Datos

∆S = ?

Q = 6,03KJ

T = 0ºC

Operación

K= ºC+273 Q = 6.03KJ . 1000 J

K = 273 1KJ

Q= 6030J

∆S =

∆S = 6030J/273K

∆S = 22,1 J/K

Respuesta

∆S = 22,1 J/KQ

T(K)

Energía

calórica

sistema

Abierto Adiabático

Cerrado

Calor

sensible

Calor

latente

Q=m . Ce . ∆T

∆T= T2 – T1

Variación de la

temperatura

Cambio de

estado a

temperatura

constante

Presión y

temperatura

Evaporación

Sublimación

Fusión-congelación

Ebullición-condensación

Sólido

Líquido

gaseoso

Entalpia

∆H= Hproductos - Hreactivos

∆H + Rx endotérmica

∆H – Rx exotérmica

Ley de Hess

Evaporación

Neutralización

Disociación

formación

Entropía

∆S = Q/T